<p>Denne rapporten omhandler et prosjekt som tar for å teste en ny metode for å beregne Thiele/Small-parametrene til et element. Tidligere metoder har historisk sett gått på å måle impedansen til elementet i fritt felt og i en lukket kasse. Dette er en tidkrevende prosess. Det er dermed ønskelig å kunne beregne parametrene ved å gjøre kun en måling. En nyere metode av Klippel og Seidel bruker en laser for å måle membranutsvinget, men dette er svært kostbart utstyr. Derfor er det ønskelig å se om man kan klare dette ved å benytte to mikrofoner istedenfor. Metoden går ut på å beregne membranhastigheten ved å måle partikkelhastigheten nært elementet med to mikrofoner, for så å kompensere for måleavstanden. Overføringsfunksjonen fra terminalspenning til membranhastighet blir så brukt til å estimere parametrene ved kurvetilpasning av overføringsfunksjonen til måledataene. For at kurvetilpasningen skal konvergere, må DC-motstanden til elementet måles, siden det er ingen redundans i målingen og at det er ikke tilstrekkelig nøyaktig ved veldig lave frekvenser. Dette blir så sammenlignet med å måle membranhastigheten med en laser. Resultatene viser at det er vanskelig å gjøre en nøyaktig kompensering av måleavstanden. Dette kommer av at den effektive måleavstanden varierer med den målte avstanden fra elementet til mikrofonene. Det blir vist at ved å kompensere for måleavstanden får man et resultat som tilsvarer det fra en laser, men det er ikke klart å finne en generell metode for å gjøre dette.</p>

<p>I denne rapporten er det undersøkt visse randbetingelser for mikroslisseabsorbenter. Det er gjort klangsromsmålinger på to typer mikroslisseabsorbenter, for å undersøke innvirkningen av lekkasjer fra bakrommet og om innvirkningen av lekkasjen kan motvirkes ved å tilføre en porøs absorbent i bakrommet. Målingene viser at absorpsjonsevnen svekkes for lave frekvenser dersom bakrommet ikke er tett og at denne svekkelsen kan motvirkes med en porøs absorbent. Måleresultatene for lekkasjeinnvirkningen er sammenliknet med beregninger gjort ved en elektrisk analogi og beregninger i WinFlag. Det er gjort målinger for å undersøke arealeffekten og innvirkningen av spredte enkeltflater for mikroslisseabsorbenter. Målinger på spredte enkeltflater er gjort på en boksabsorbent fra DeAmp. Målinger av absorpsjonsfaktor på et stort og et lite areal av en mikroslisseabsorbent i metall, med åpent og lukket bakrom, er gjort for å undersøke arealeffekten. Resultatene for arealvariasjonen viser ingen endring i målt absorpsjonsfaktor, med unntak av en liten økning for høye frekvenser for et oppsett med lukket bakrom. Resultatene for spredte enkeltflater viser variasjoner i absorpsjonsfaktor, men ingen konsistent trend for økt absorpsjon ved spredning av flatene. Måleresultatene for arealeffekten er sammenliknet med beregninger gjort i WinFlag.</p>

<p>Ved behandling og restitusjon av pasienter må pasientenes kroppsfunksjoner overvåkes. Typiske funksjoner som må overvåkes er blodtrykk, elektrokardiogram og akselerometerdata. Dette er til nå stort sett gjort ved å benytte kabelbaserte løsninger og en overgang til en trådløs teknologi vil kunne føre til større bevegelsesfrihet hos pasientene. En trådløs teknologi gir også mulighet for å overvåke pasientene utenfor sykehuset fire vegger. Et større velvære og et kortere opphold på sykehuset vil kunne bidra til en kortere restitusjonstid for pasientene. Ultra-Wide-Band Impulse Radio (UWB-IR) er en teknologi som har fått stor oppmerksomhet de siste årene på grunn av en rekke unike egenskaper som god gjennomtrengning av objekter, sikker overføring, lite støy, gode flerveisegenskaper, mulighet for nøyaktig posisjonering, og lavt energiforbruk sammenliknet med andre trådløse kommunikasjonsteknologier. Fokuset på UWB-IR teknologien startet i 2002 da Federal Communications Commission (FCC) i USA frigjorde en stor båndbredde (3.1-10.6 $GHz$) til bruk ved lave sendereffekter (-41.3 $dBm/MHz$ EIRP). UWB-IR teknologien benytter seg av en teknikk som baserer seg på å sende veldig korte pulser(i størrelsesorden nanosekunder) med høy rate. Båndbredden til signalet vil da være begrenset av pulsen som benyttes. Ofte benyttes ulike ordens deriverte gaussiske pulser da effektspekteret til disse pulsene vil lett kunne tilpasses for å oppfylle FCC kravet. Da trådløse biomedisinske sensornettverk benyttes til overvåkning av vitale kroppsfunksjoner, stiller dette strenge krav til transmisjonssystemet både med hensyn til stabilitet, robusthet og energiforbruk. Når sensornodene er montert så tett på kroppen vil dette gjør det vesentlig mer krevende å oppfylle disse kravene på grunn av den direktive effekten som vil oppstå når små antenner er montert så tett på kroppen, og på grunn av skjermingen som vil oppstå når nodene er montert på ulike sider av kroppen. Lite forskning er i dag gjort rundt ytelsen til et UWB-IR basert transmisjonssystem når signalet forplanter seg rundt kroppen. I oppgaven er det derfor først ved simulering sett på ytelsen til det fysiske laget når trådløse sensornoder er montert rundt på kroppen. Det er i simuleringen både blitt benyttet en vanlig 2-PPM-TH korrelasjonsmottaker, og en RAKE mottaker som utnytter multi-path (MP) forplantningen til signalet. Det er også blitt sett på muligheten for å øke antall pulser per bit for å redusere BER uten å øke sendereffekten. Nodene er blitt plassert rundt på ulike steder på kroppen for å se hvordan dette vil påvirke ytelsen til systemet. Simuleringene er basert på en meget avansert kanalmodell som er utviklet av IMEC som er en belgisk forskningsinstitusjon. Denne modellen har også blitt godkjent som test modell for den nye 802.15.4a lav-rate UWB standarden. Modellen tar både hensyn til komponenter som skyldes diffraksjon rundt kroppen, og refleksjoner fra rommet rundt. Da FCC har satt strenge begrensninger på sendereffekten, vil det være viktig å utnytte den tilgjenglige båndbredden best mulig. Det er derfor sett på ulike metoder som kan benyttes for å få et spekter som best mulig fyller FCC emisjons masken. Dette inkluderer blant annet tilpassning av spredekoden, og bifasekoding av pulsene. Basert på simuleringene er det kommet frem til en rekke faktorer som vil være viktig for å kunne tilby et mest mulig effektivt og optimalt transmisjonssystem både med hensyn på robusthet, kompleksitet og energiforbruk. Bifasekoding har vist seg å være ekstremt effektivt for å unngå topper i spektert, og dermed kunne øke sendereffekten. Dersom det benyttes en lang nok sekvens på bifasekoden, vil effektspektraltettheten (PSD) til det utsendte signalet tilsvare PSD til en enkelt puls. Noe som gjør det vesentlig enklere å konstruere et transmisjonssystem som oppfyller FCC kravene, for det vil da ikke være nødvendig å ta hensyn til modulasjonen av pulsene. Korreksjon for forvrengningen og MP forplantningen til signalet har vist seg å være helt avgjørende for å kunne få tilfredsstillende prestasjon på transmisjonssystemet. Dette gjelder spesielt noder som er plassert på ulik side av kroppen. Når en RAKE mottaker benyttes vil det på grunn av kompleksiteten være fordelaktig å tilpasse antall fingre i mottakeren basert på posisjonen til noden. Når mottakeren er plassert på fremsiden av kroppen, vil henholdsvis 1,4, og 8 fingre i mottakeren være optimalt når sendernodene er montert på fremsiden, siden, og baksiden av kroppen. Den store spredningen av MP komponenter har vist seg å gi opphav til vesentlig intersymbolinterferens dersom dette ikke tas hensyn til i transmisjonssystemet. Når 2-PPM-TH benyttes vil dette kunne gjøres ved å tilpasse TH koden for å sikre tilstrekkelig avstand mellom etterfølgende pulser. For å få tilfredsstillende BER vil det også være nødvendig å benytte flere pulser per bit. Når en RAKE mottakeren plassert på fremsiden av kroppen benyttes, har henholdsvis 1-2, 5-6, og 11-15 vist seg å gi tilfredsstillende ytelse for mottak fra noder som befinner seg på fremsiden, siden, og baksiden av kroppen. Det er også blitt sett på ulike metoder for krysslagsoptimering, og resultatene fra BAN simuleringen er blitt benyttet for å kunne vurdere deler av disse. Krysslagsoptimering går i hovedsak ut på å utveksle informasjon på tvers av lagene som ellers ikke vil være tilgjenglig i tradisjonell laginndeling som for eksempel i OSI-modellen. I stede for å se på lagene individuelt vil det ved å åpne mellom lagene kunne konstruere en mer optimal totalløsning. Det er blitt sett på 3 mulige krysslagsmetoder. Dette inkluderer forenklet ruting ved kryssoptimering mellom nettverk- og MAC laget, kryssoptimering som utnytter posisjonering og kryssoptimering mellom det fysiske laget og MAC laget. Til slutt er det blitt sett på en MAC protokoll med navnet DCC-MAC som utnytter kryssoptimering mot det fysiske laget. Det er kommet frem til at kryssoptimering som utnytter posisjonering vil kunne benyttes for tilpassning av TH koden, og dermed unngå ISI. DCC-MAC har også en del egenskaper som trolig vil kunne gi økt ytelse i et biomedisinsk sensornettverk. Dette inkluderer blant annet dynamisk kanalkoding, og Interference Mitigation som er en metode for å bedre kunne håndtere pulskollisjoner. Derimot vil det trolig være nødvendig å gjøre noen tilpassninger av protokollen for å bedre kunne håndtere effekten av ISI.</p>

<p>I Masteroppgaven ser vi på den subjektive kvaliteten til JPEG2000 og H.264. Vi ser på den subjektive kvaliteten i forbindelse med konverteringen fra en digital kino pakke (DCP) til video klar for kringkasting på HDTV. En subjektiv undersøkelse har blitt gjennomført, som prøver å gi svar på hva riktig kvalitet for HDTV er og hvordan JPEG2000 og H.264 står i forhold til hverandre med bittrate og kvalitet. I Masteroppgaven har vi sett videre på konverteringsprosessen fra en DCP til en H.264 kodet video for kringkasting på HDTV, og kommet frem til en mer automatisert metode med flere utbyggingsmuligheter. Fra den subjektive undersøkelsen kan man trekke ut følgende. * For middels og lave bittrater er H.264 overlegen i forhold til JPEG2000 for videoenkoding, med tanke på kvalitet. * H.264 kodet video for HDTV er av god kvalitet ved bittrater på 2Mbps.</p>

<p>Det er knyttet store forventninger til modernisert GPS og Galileo. Det økte antall satellitter og signaler vil gi brukerne av disse systemene betydelig bedre ytelser sammenlignet med dagens GPS. I denne oppgaven blir mange av aspektene rundt presisjonsnavigering presentert. Først er det viktig å se på de mulighetene man har i valg av metoder for flertydighetsløsning og hvilke metoder som passer best for de applikasjonene man skal bruke de i. Hovedfokus i denne oppgaven er å se på metoder for å korrigere for ionosfæreforsinkelsen. Her presenteres tre forskjellige metoder. En metode baserer seg kun på en modell, mens den tredje metoden kun benytter seg av avstandsmålinger. Den andre metoden bruker en kombinasjon av modeller og avstandsmålinger. Ytelsene på disse metodene er alle meget bra, men ytelsene deres er alle avhengig av forskjellige faktorer. Styrker og svakheter med de forskjellige metodene vil bli presentert. Det er utrolig mye arbeid som er lagt ned i simuleringer og beregninger av hvilke ytelser man kan forvente fra modernisert GPS og Galileo. I denne oppgaven presenteres simuleringer gjort med VISUAL, en programvarepakke til Matlab. I tillegg er det blitt gjort noen målinger med DGPS system levert av Fugro. Målingene gjort med dette systemet sammenlignes med simuleringer av dagens GPS og simuleringer av Galileo og modernisert GPS. Den store fordelen med de nye systemene er at de kan brukes sammen og dermed dramatisk øke integritet og satellittgeometri. Simuleringene viser noen av forbedringene dette vil gi.</p>

<p>En blokk-basert LMS-algoritme implementert i frekvensdomenet ble brukt til adaptiv filtrering. Metoden som i hovedsak ble undersøkt gikk ut på først å estimere impulsresponsen mellom to mikrofoner ved hjelp av adaptiv filtrering, for så å bruke denne i et filter for kansellering av akustisk krysstale. Eksperimenter med en høyttaler som spilte hvit støy viste at demping opp til 35 dB var mulig med denne metoden, i et lite og dempet rom. Dempingen var høyest rundt 500 Hz, og avtok gradvis for høyere og lavere frekvenser. Man antok at bakgrunnsstøy var grunnen til redusert demping ved lavere frekvenser, mens tidsvarians var årsak til mindre demping ved høyere frekvenser. Flere musikkinstrumenter ble også undersøkt som lydkilder, men det viste seg at det ikke var mulig å oppnå like god demping av krysstale for disse. Kompliserte direktiviteter og høy grad av tidsvarians antas å være grunnen til dette. Dempingen var også ofte begrenset til et relativt smalt frekvensområde. Dette gjorde at "rest-krysstalen" fikk et endret og noe unaturlig spektrum. En metode med kontinuerlig oppdatering av det adaptive filteret ble også delvis undersøkt. Eksperimenter viste lovende resultater, men også mange utfordringer: En robust "double-talk detector" må implementeres før en slik metode kan brukes i praksis. Resultatene fra arbeidet viser at en metoden som ble undersøkt kan fungere svært godt i noen (relativt ideelle) tilfeller, mens man oppnår liten eller ingen demping i andre tilfeller og med andre lydkilder. Metoden synes å være mest lovende for lydkilder som er helt stasjonære, som høyttalere eller gitarforsterkere.</p>

<p>Denne masteroppgaven har gått ut på å vurdere hvorvidt gjeldende krav til lydisolasjon mellom boliger står i sammenheng med folks forventninger til lydnivå fra nabo. Det ble gjort målinger for å kartlegge det generelle lydnivået i oppholdsrom i fem private boliger. De innhentede data ble brukt som grunnlag for å beregne resulterende lydnivå hos en hypotetisk nabo gjennom et utvalg av 18 ulike lette skillevegger. Data fra de 18 lettveggene ble hentet fra erfaringsdatabasen StairWay hos Brekke & Strand akustikk AS. Det viste seg at ingen av de foreslåtte alternative beskrivelser av lydnivået ser ut til å være bedre enn dagens standard. Verken differanse i veid lydnivå eller A-veid gjennomsnittsspektrum hadde klare fordeler i forhold til henholdsvis veid reduksjonstall og referansespektra for omgjøringstall. Referansekurven for bestemmelse av ett-tallsverdi stemte også godt med frekvenskurvene av tilsynelatende reduksjonstall for utvalget av lettvegger. Det er derfor lite grunnlag for å gjøre vesentlige endringer på standarden for beskrivelse av lydisolasjon. C-veid maksimalnivå hos nabo var imidlertid noe høyere enn ønskelig siden det i 8% av tiden oversteg 47dBC, som er standardens grenseverdi for støy fra tekniske installasjoner. Det settes derfor et lite spørsmålstegn ved dagens utstrakte bruk av A-veiing siden dette tar bort mye av den lavfrekvente energien. Et forslag til justering av dagens krav kan være å legge til omgjøringstall for spektrum også for klasse C slik at det i større grad blir tatt hensyn til isolasjonen ved frekvenser under 100Hz. Det ble også gjort en kostnadsvurdering av en eventuell oppgradering til klasse B for lydkrav til boliger. Denne viste at det er verdien av tapt boareal til tykkere vegger som er den dominerende kostnaden ved en eventuell utbygging. Det ble ikke gjort spørreundersøkelse i forbindelse med denne oppgaven, men det vil være en viktig del av en eventuell videreføring av prosjektet. Det er først ved å gjøre en landsomfattende undersøkelse at det kan kartlegges om folk virkelig er fornøyd med dagens krav til lydisolasjon eller ikke.</p>

<p>Lavstøyforsterkeren anses ofte som en av de mest kritiske komponentene i en mobil enhet, da den skal sørge for at det mottatte signalet fra antennen blir tatt best mulig vare på og forsterket uten å legge til støy. Dagens trådløse elektronikkprodukter benytter seg gjerne av flere frekvensbånd (GSM, WLAN, WiMAX etc.) og trenger derfor forsterkere som kan operere på flere enn én frekvens. Tradisjonelt har dette vært løst ved å bruke flere forskjellige forsterkere. Denne oppgaven hadde derimot som formål å finne en forsterker som kunne operere på to bånd, 2,4 GHz (WLAN, Bluetooth etc.) og 5,8 GHz (ekspansjon av 2,4 GHz-båndet). I denne oppgaven har det blitt gjort simuleringer i Agilent ADS (Advanced Design System) på hvorvidt nettverk kan tunes/rekonfigureres ved hjelp av transistorer, eller om passive nettverk matchet til flere frekvensbånd er bedre egnet. Resultatene viste at passive nettverk ga lavest støyfaktor og var minst plasskrevende på fysisk chip, ved minst mulig bruk av tid på design. Jobbing med rekonfigurerbarhet var mer tidkrevende siden en hele tiden må ta hensyn til to forskjellige styrespenninger på transistor, noe som gjorde optimalisering for to forskjellige frekvenser vanskelig. Det ble derfor besluttet å designe en dualband forsterker. Den ferdige totrinns forsterkeren oppnådde til slutt en forsterkning på 34,4 dB ved 2,4 GHz og 27,8 dB ved 5,8 GHz, med støyfaktorer på 1,22 dB ved 2,4 GHz og 1,37 dB ved 5,8 GHz. Mellom trinnene ble det satt inn et dempeledd, med mulighet for å dempe opp til 10 dB (i steg på 1 dB) i begge frekvensbåndene. Totalt trakk forsterkeren en strøm på oppunder 50 mA. Med en forsyningsspenning på 2 V betyr det at effektforbruket holdt seg under 100 mW. I tillegg til å designe en dualbandforsterker ble det lagd DRC (Design Rule Check)-godkjent layout av forsterkeren (og de individuelle trinnene) fra prosjektoppgaven. Etter ferdig produksjon ble det gjort målinger, som igjen ble sammenlignet med simuleringene. Resultatene viste et noe større enn forventet avvik fra simuleringer, med en forflytning av maksimal forsterkning opp i frekvens, og ca 10 dB lavere forsterkning enn simulert ved 2,4 GHz. Maksimal forsterkning var ca 26,4 dB ved 2,7 GHz. Støymålingene var, til tross for gjentatte forsøk og med forskjellige støykilder, mislykkede.</p>

<p>Denne oppgaven tar for seg effektiviteten til et lyddempende motordeksel til bilmotor. Det ble hovedsakelig sett på lekkasjer men også plassering av absorbenter. Forskjellen mellom effektnivå for et system med og uten deksel, var den viktigste parameteren som blir undersøkt. For å løse problemstillingen ble det utført både simuleringer i COMSOL Multiphysics og tatt målinger i lab. COMSOL Mustiphysics bruker elementmetoden til å løse bølgeligningen. Motor med deksel ble emulert med en boks med lokk og høyttaler inni, for å gjøre det enklere å utføre målinger og konstant kilde. Det aktuelle frekvensområdet var mellom 50-1500Hz. Oppgaven baserer seg på resultater fra tidligere simuleringer med lignede problemstillig. På bakgrunn av disse ble det gjort noen forandringer i modellens geometri, og stilt stregere krav til simuleringene. Resultatene fra simuleringene og målingene hadde en del likheter, blant annet resonansfrekvensene, men det viste seg også å være avvik i nivå på 10-20DdB for frekvensene over ca. 300Hz. Det ble forsøkt til å finne årsaken til denne unøyaktigheten ved å gjøre praktiske justeringer på måleoppsettet, som f.eks å bytte ut bunnplaten med en stålplate. Disse forandringene ga likevel lite utslag i resultatene. I forbindelse med feilsøkingen ble det veldig sent i prossesen oppdaget en feil i matlabkoden som beregnet effektnivået ut fra de målte intensitetsnivåene. Korrigeringen av denne førte til nye resultater der nivåforskjellen lenger ikke var et problem. Det ble likevel bestemt å inkludere resultatene fra feilundersøkelsen med stålplatebunn etc. da en slik eksperimentell feilundersøkelse vil være av interesse. I tillegg ble det gjort nye simuleringer med absorbenter plassert på innsiden av lokket. Disse simuleringene ga positive resultater. Resonansfrekvensene ble godt dempet, og forskjellen mellom simulering med og uten lokk ble større. Konklusjonen i oppgaven er at simuleringer i COMSOL stemmer veldig godt med målingene utført i lab. Dette er et gjennombrudd på dette området, fordi det gjør det mulig å stole på simuleringer uten å måtte etterprøve resultatene ved hjelp av målingene. Dette vil være tids- og kostnadsbesparende i forbindelse med designprosessen. Her er det viktig å ta hensyn til Helmholtzresonans, siden den er årsaken til den kraftigste resonansforsterkningen. Dersom Helmholtzresonans og de andre resonanstoppene ikke kan unngås, kan lekkasjene dempes med absorbenter, i den grad det er mulig å bruke slike. Her vil sannsynligvis varmen fra motoren være et problem.</p>

<p>Denne masteroppgaven er en fortsettelse av en prosjektoppgave gjennomført høsten 2007. Den går ut på å sette seg inn i problemet med krysstale i DSL (Digital Subscriber Lines), og da spesielt en av de beste løsningene på dette problemet, dynamisk frekvensbruk (DSM – Dynamic Spectral Management). Dette kan løses på tre nivåer, med økende kompleksitet og økende datarater ved høyere implementering. Nivå 1 omfatter distribuerte systemer, der hver bruker justerer sitt eget effektspektrum for å oppnå ønskede rater. I nivå 2 er det en sentralisert kontroller som beregner spektra for flere brukere over samme kabel. Nivå 3 trenger også en kontroller, men her blir hele kanalen undersøkt for å finne kanalmatrisen. Denne kan benyttes til å fjerne og i beste fall utnytte krysstalen. I prosjektoppgaven høsten 2007 ble en av de enkleste formene for DSM sammenlignet med optimale løsninger for krysstalekoordinering (OSM – Optimal Spectrum Management). OSM er den beste løsningen for DSM uten å ta i bruk krysstalekansellering. Søket for å finne den optimale løsningen ble gjort ved hjelp av Exhaustive search, som går igjennom alle mulige kombinasjoner og finner den beste. Konklusjonen var da at store forbedringer, spesielt med OSM, var mulige med innføring av DSM. Ulempen med Exhaustive search er at den blir veldig kompleks med økende antall delbånd og brukere, O(eKN). Derfor ble kun to brukere og tre delbånd benyttet. Dette klarte allikevel å vise hvilken effekt OSM har. Siden Exhaustive search var så kompleks ble det vurdert at andre algoritmer eventuelt måtte benyttes for implementering. Masteroppgaven tok derfor for seg Dual decomposition. Denne avanserte algortimen optimaliserer for hvert delbånd i stedet for på tvers av alle PSD. Fordelen med dette er at kompleksiteten blir vesentlig mindre fordi den blir lineær med hensyn på antall delbånd som blir benyttet, og ikke eksponentiell. På grunn av innføringen av Lagrangemultiplikatorer vil kompleksiteten stige noe på grunn av dette, men det er uvesentlig sammenlignet med Exhaustive search. Den eneste støyen som eksisterte i systemet var hvit støy og krysstale fra trafikk med samme retning (FEXT – Far End Crosstalk). Det ble vist at beregningstidene for Dual decomposition var vesentlig mye mindre for økende bitloading og delbånd enn for Exhaustive search. Med Dual decomposition var det mulig å øke både bitloading og delbånd for å oppnå store rateregioner innen relativt kort tid. Da rateregionene ble sammenlignet var det mulig å observere at Dual decomposition ikke alltid klarte å finne absolutt alle optimale punkter. Dette vil gjerne være uvesentlig tatt i betraktning at den er såpass mye mer effektiv. Ulempen med Dual decomposition er at kompleksiteten fremdeles er eksponentiell med hensyn på antall brukere. Derfor vil også Dual decomposition bli vanskelig å innføre i de systemene som blir benyttet av mange brukere. Fremtidig arbeid vil derfor være å se på andre metoder som er mer lineære med hensyn på antall brukere.</p>